Cu-24Pb-2Sn/1010层状复合材料中富Pb二次相凝固形态研究

采用固-液连铸复合工艺制备了富Pb第二相的Cu-24Pb-2Sn/1010钢复合材料。首先基于相图计算方法计算得到了Cu-Pb-2Sn体系的伪二元相图,揭示Cu-24Pb-2Sn合金在凝固过程中的物相演变。随后,基于热力学计算得到液相的摩尔混合吉布斯自由能^(m)G^(L)_(mix)云图,发现随着体系温度降低,^(m)G^(L)_(mix)曲线由代表均匀混溶态的凹型转变为代表富Pb相和富Cu相两相分离的穹顶型,这表明富Pb相的形核驱动力随着温度降低而连续升高。进一步基于相场模拟计算得到了富Pb第二相于凝固过程中的形貌演变过程,表明随着凝固过程进行,富Pb第二相液滴开始形核长大,同时随着凝固过程延长,液滴间通过碰撞凝固并实现快速粗化。在高浇注温度下,由于体系处于单相L相区的时间较长,富Pb相的形核生长过程相对滞后,导致第二相液滴未获得足够的生长、碰撞时间,因此Cu-24Pb-2Sn合金层的第二相尺寸较小。